【正文】 302 讀寫數(shù)據(jù)時序圖編寫向 DS1302 某地址寫入數(shù)據(jù)和從 DS1302 某地址讀出數(shù)據(jù)的函數(shù)，從DS1302 某地址讀出數(shù)據(jù)可以獲取時鐘芯片的時鐘數(shù)據(jù)到自定義的結(jié)構(gòu)型數(shù)組中，這樣單片機就可以實時的從 DS1302 獲取時間了，向 DS1302 某地址寫入數(shù)據(jù)可以實 現(xiàn)單片機對 DS1302 進行時間的初始化和修改操作。當(dāng)為～ RST高電平時 ， 所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對 DS1302 進行操作。由此要想串行輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)必須滿足兩個條件：第一時鐘 SCLK的有效跳變；第二片選 CS為低電平。當(dāng)片選 CS為高時，內(nèi)部所有寄存器清 0，輸出變?yōu)楦咦钁B(tài)。在主函數(shù)中調(diào)用鍵盤掃描函數(shù)對鍵盤進行掃描，判斷返回鍵值，若返回值 不為 1，證明右鍵按下，在某一個數(shù)碼管上顯示鍵值，若返回值為 1，證明沒有鍵按下，顯示先前按下的按鍵鍵值。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與 4 根行線相交叉的 4 個按鍵之中。 ATMEGA8L 的引腳配置如下圖 318 所示： S51開發(fā)板的設(shè)計 17 圖 318 ATMEGA8L 的引腳配置圖 下載器模塊原理圖如圖 319 所示： 圖 319下載器模塊原理圖 下載器模塊實現(xiàn)將 USB 信號轉(zhuǎn)換為能通過 SPI 協(xié)議傳輸?shù)男盘?，從而實現(xiàn)對單片機的編程。 RS， R/W 的配合決定的 4 種模式見表 33： S51開發(fā)板的設(shè)計 15 表 33 RS， R/W決定的控制模式 RS R/W 功能說明 L L MPU寫指令到指令暫存器（ IR） L H 讀出忙標(biāo)志（ BF）及地址記數(shù)器（ AC）的狀態(tài) H L MPU寫入數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)暫存器（ DR） H H MPU從數(shù)據(jù)暫存器（ DR）中讀出數(shù)據(jù) E信號的狀態(tài)產(chǎn)生的動作見表 34： 表 34 E 信號的狀態(tài)產(chǎn)生的動作 E狀態(tài) 執(zhí)行動作 結(jié)果 高 —— 低 I/O緩沖 —— DR 配合 /W進行寫 數(shù)據(jù)或指令 高 DR—— I/O緩沖 配合 R進行讀數(shù)據(jù)或指令 低 /低 —— 高 無動作 LCD12864 的并行接口見表 35： 表 35 LCD12864 的并行接口 管腳號 管腳名稱 電平 管腳功能描述 1 VSS 0V 電源地 2 VCC +5V 電源正 3 V0 對比度（亮度）調(diào)整 4 RS(CS） H/L RS=“ H” ， 表示 DB7—— DB0為顯示數(shù)據(jù) RS=“ L” ， 表示 DB7—— DB0為顯示指令數(shù)據(jù) 5 R/W(SID) H/L R/W=“ H” ， E=“ H” ， 數(shù)據(jù)被讀到 DB7—— DB0 R/W=“ L” ， E=“ H→ L” ， DB7—— DB0的數(shù)據(jù)被寫到 IR 或 DR 6 E(SCLK) H/L 使能信號 7 DB0 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 8 DB1 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 9 DB2 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 10 DB3 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 11 DB4 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 12 DB5 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 13 DB6 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 14 DB7 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 15 PSB H/L H： 8位或 4位并口方式， L：串口方式（見注釋 1） 16 NC 空腳 17 /RESET H/L 復(fù)位端，低電平有效（見注釋 2） 18 VOUT LCD驅(qū)動電壓輸出端 19 A VDD 背光源正端（ +5V）（見注釋 3） 20 K VSS 背光源負(fù)端（見注釋 3） *注釋 1：如在實際應(yīng)用中僅使用并口通訊模式，可將 PSB 接固定高電平，也可以將模塊上的 J8 和“ VCC”用焊錫短接。 ADP 對應(yīng)八段數(shù)碼管的各段，當(dāng) ADP 中有低電平輸出時，被低電平片選中的數(shù)碼管的相應(yīng)段點亮。它完成將 TTL 電平轉(zhuǎn)換為 RS485 電平的功能。 MAX232 模塊的原理圖如圖 312 所示： S51開發(fā)板的設(shè)計 11 圖 312 MAX232 模塊的原理圖 單片機與 MAX232 通過 、 相連，分別為發(fā)送線、接收線，另外單片機要與 MAX232 共地。功能是產(chǎn)生 +12v 和 12v 兩個電源，提供給 RS232 串口電平的需要。對于一般雙 工通信，僅需幾條信號線就可實現(xiàn)，如一條發(fā)送線、一條接收線及一條地線。上電運行時，在 Vcc 高于 2. 5V之前，RST 必須保持低電平。當(dāng) Vcc2 高于 Vcc1 + 0. 2V時， Vcc2 給 DS1302 供電。 TLC5615 轉(zhuǎn)換后的模擬信號通過 OUT 端輸出。 b 硬件實現(xiàn) AD 模塊的原理圖如圖 35 所示： 圖 35 AD 模塊原理圖 單片機與 ADC0832 通過 、 、 相連，分別為時鐘信號線、數(shù)據(jù)輸出信號線、片選信號線。 鍵盤模塊 在鍵盤中按鍵數(shù)量較多時，為了減少 I/O 口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式，如圖 33 所示 ： 圖 33 鍵盤模塊原理圖 JP7 用來連接 P2 口與矩陣鍵盤模塊， 在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在S51開發(fā)板的設(shè)計 5 交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。硬件結(jié)構(gòu)與軟件方案會產(chǎn)生相互影響，考慮的原則是：軟件能實現(xiàn)的功能盡可能由軟件實現(xiàn)，以簡化硬件結(jié)構(gòu)。 本課題設(shè)計的 S51 單片機開發(fā)板，具有一般開發(fā)板通用結(jié)構(gòu)，并基于硬件進行相關(guān)軟件設(shè)計。開發(fā)板以 ATMEL 公司的 AT89S51 單片機為核心控制器，板上資源主要包括數(shù)據(jù)采集處理模塊、 DS1302 時鐘模塊、通信模塊、液晶顯示模塊、鍵盤模塊等。 此次畢設(shè)的預(yù)期目的如下 : （ 1）掌握單片機的相關(guān)理論知識；學(xué)習(xí)單片機相關(guān)寄存器的配置，為學(xué)習(xí)其他MCU 打下基礎(chǔ)；學(xué)習(xí)系統(tǒng)科學(xué)的方案設(shè)計方法。 2． 本課題需要重點研究的關(guān)鍵問題、解決的思路及實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析 本課題需要重點研究得關(guān)鍵問題及解決思路主要有 ： （ 1）研究單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)及特點，存儲器組織及外部接口，中斷及串口功能，功能寄存器的相關(guān)配置，確定軟硬件設(shè)計總體方案； 解決思路就是搜集單片機相關(guān)資料，并加以仔細(xì)的研究，并學(xué)習(xí)科學(xué)的方案設(shè)計及評估。對 C51 系列單片機的程序燒寫要依靠單獨的燒寫器，燒寫器的價格不但昂貴，而且不方便初學(xué)者操作。 第十三周至第十四周 撰寫畢業(yè)論文，準(zhǔn)備答辯。 西安郵電學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文） 題 目： 基于 51 單片機的開發(fā)板設(shè)計 院 （ 系 ） ： 專 業(yè)： 班 級： 學(xué)生姓名： 導(dǎo)師姓名： 職稱： 西 安 郵 電 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )任務(wù)書 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 職稱 院 （系） 專業(yè) 題目 S51 開發(fā)板的設(shè)計 任務(wù)與要求 一、任務(wù) C51系列單片機已趨淘汰， S51 單片機除兼容 C51 外，還具有 ISP 在線編、 高工作頻率 、 全新的加密算法 等特點。 第九周至第 十二 周 利用 Proteus 進行軟件仿真，對功能模 塊進行仿真驗證，仿真驗證合格后進行 PCB 加工，焊接元器件，制作出 S51 開發(fā)板及下載器，并對開發(fā)板和下載器功能進行最后驗證，保證功能全部能夠?qū)崿F(xiàn) 。但是單片機學(xué)習(xí)效果的優(yōu)劣直接取決于單片機的選擇，傳統(tǒng)的 C51 系列單片機內(nèi)部具有128 字節(jié) RAM、 5 個中斷源、 32 條 I/O 口線、 2 個 16 位定時器、 4KB 的程序存儲器 、一個全雙工異步串行口。 ISP 在線下載程序，加快了程序設(shè)計者調(diào)試的進度，能 使設(shè)計者所設(shè)計的程序盡快得到驗證。 對單片機燒寫相應(yīng)的模塊程序，驗證功能是否能夠?qū)崿F(xiàn)。本論文詳細(xì)介紹了該開發(fā)板的開發(fā)過程及相關(guān)硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計。 S51 單片機除兼容 C51 單片機外，還具有工作頻率 0 至 33MHz 的高工作頻率；可以滿足絕大多數(shù)的實際應(yīng)用開發(fā)需求，在開發(fā)板上使用十分方便。為硬件系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化打下良好的基礎(chǔ)； (2)系統(tǒng)擴展與外圍設(shè)備的配置水平應(yīng)充分滿足應(yīng)用系統(tǒng)的功能要求，并留有適當(dāng)余地，以便進行二次開發(fā)； (3)硬件結(jié)構(gòu)應(yīng)結(jié)合應(yīng)用軟件方案一并考慮。原理圖 如圖 32 所示： 圖 32 S51 單片機主控制模塊原理圖 采用按鍵復(fù)位方式，選取晶振為 12MHZ，系統(tǒng)機器周期為 1us。當(dāng)差分輸入時，要分配輸入通道的極性，兩個輸入通道的任何一個S51開發(fā)板的設(shè)計 6 通道都可作為正極或負(fù)極。 b 硬件實現(xiàn) DA 模塊的原理圖如圖 37 所示： 圖 37 DA 模塊原理圖 單 片機與 TLC5615 通過 、 、 相連，分別為片選信號線、時鐘信號線、數(shù)據(jù)輸入信號線。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。如果在傳送過程中置 RST 為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送，并且 I/ O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。 串行通信模塊 a RS232 串行通信模塊 RS232 是由電子工業(yè)協(xié)會 (Electronic Industries Association， EIA) 所制定的異步傳輸標(biāo)準(zhǔn)接口。由 6 腳和 4 只電容構(gòu)成。 15 腳 DNG、 16 腳 VCC（ +5V）。 MAX485 的引腳和結(jié)構(gòu)如下圖 313 所示： 圖 313 MAX485 的引腳和結(jié)構(gòu) 該芯片 采用單一電源 +5 V工作，額定電流為 300 μA，采用半雙工通訊方式。 顯示模塊 a 數(shù)碼管模塊 (1) 數(shù)碼管驅(qū)動采用 8 位數(shù)據(jù)緩沖器 74HC573，其功能表如下表 31 所示： 表 31 74HC573 功能表 OPERATING MODES INPUT INTERNAL LATCHES OUTPUTS OE LE DN Q0 to Q7 enable and read register L H L L L L H H H H Latch and read register L L I L L L L h H H Latch register and disable outputs H L I L Z H L h H Z 注意： H=高電平 h=要保持高電平到低電平轉(zhuǎn)變時一個建立周期以上的高電平 S51開發(fā)板的設(shè)計 13 L=低電平 I=要保持高電平到低電平轉(zhuǎn)變時一個建立周期以上的低電平 Z=高組態(tài) 選用 74HC573 增強驅(qū)動能力，提高 數(shù)碼管顯示亮度。適用于 ～ 5V寬范圍工作電壓的系統(tǒng)。工作于空閑模式時 CPU 停止工作，而 SRAM、 T/C、 SPI 端口以及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作；掉電模式時晶體振蕩器停止振蕩，所有功能除了中斷和硬件復(fù)位之外都停止工作；在省電模式下，異步定時器繼續(xù)運行，允許用戶保持一個時間基準(zhǔn)，而其余功能模塊處于休眠狀態(tài)； ADC 噪聲抑制模式時終止 CPU 和除了異步定時器與 ADC 以外所有 I/O 模塊的工作，以降低 ADC 轉(zhuǎn)換時的開關(guān)噪聲； Standby 模式下只有晶體或諧振振蕩器運行，其余功能模塊處于休眠狀態(tài)，使得器件只消耗極少的電流，同時具有快速啟動能力。 鍵盤模塊程序設(shè)計 矩陣式鍵盤的按鍵識別方法 為： 判斷鍵盤中有無鍵按下 ： 將全部行線 KEY0KEY3 置低電平，然后檢測列線的狀態(tài)。 鍵盤程序流程圖如圖 41 所示： S51開發(fā)板的設(shè)計 20 圖 41 鍵盤程序流程圖 鍵盤采用的是行掃描法確定鍵值，在程序中具體是這樣掃描鍵盤的：將鍵盤掃描碼送入 P2 口，先是使行線依次為低電平，順序為 KEY KEY KEYKEY4，在某一行線為低 電平的狀態(tài)下，讀取 P2 口的狀態(tài)，將狀態(tài)值依次右移四位，這樣便將 KEY5KEY8 的狀態(tài)值移到了低四位，再將高四位狀態(tài)值置一，將處理后的狀態(tài)值與當(dāng)前的掃描碼比較，如果此時的狀態(tài)值與四個掃描碼中的一個相同，證明有鍵按下，此時保存掃描碼的數(shù)組下標(biāo)和與狀態(tài)值相等的掃描碼數(shù)組下標(biāo)，并將兩個值按照鍵盤編碼值進行某一規(guī)則的四則運算后返回給主函數(shù)中的某一變量；如果在全部行線依次為低電平情況下的狀態(tài)值與四個掃描碼中沒有一個相同，證明沒有鍵按下，返回 1 到主函數(shù)。數(shù)據(jù)輸出時先輸出最高位 (D7～ D0)；輸出完